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答题卡
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试卷类型:A
姓名:______________班级:______________
准考证号
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缺考标记
考生禁止填涂缺考标记
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注意事项
1
、
答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚。
2
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请将准考证条码粘贴在右侧的
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的方框内
3
、
选择题必须使用
2B
铅笔填涂;非选择题必须用
0.5
毫米黑色字迹的签字笔填写,字体工整
4
、
请按题号顺序在各题的答题区内作答,超出范围的答案无效,在草纸、试卷上作答无效。
5
、保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、刮纸刀。
6
、填涂样例
正确
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■
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错误
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√
] [
×
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选择题(请用2B铅笔填涂)
1 2 3 4 5 6 7 9.2
[A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D]
非选择题(请在各试题的答题区内作答)
8.1.答:
8.2.答:
8.3.答:
9.1.答:
9.3.答:
9.4.答:
10.1.答:
10.2.答:
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12.答:
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全国甲卷2024年理综高考化学仿真试卷(含解析和答题卡)
一、单选题(共7题;共42分)
1.(6分)《诗词大会》不仅弘扬了中国传统文化,还蕴含了许多化学知识。下列说法不合理的是:( )
A.李白的诗句:“日照香炉生紫烟,遥看瀑布挂前川。”生紫烟包含了物理变化。
B.“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”,北宋沈括用胆矾炼铜的过程属于置换反应
C.唐末五代时期丹学著作《元妙道要略》中有云“以硫黄、雄黄台硝石并蜜烧之;焰起,烧手面及烬屋舍者”。描述的是丹药的制作过程
D.古剑沈卢“以济钢为刃,柔铁为茎干,不尔则多折断”。 济钢指的是铁的合金
2.(6分)下列说法正确的是( )
A.次氯酸的结构式为:H-Cl-O
B.虚线表示邻烃基苯甲醛的分子间氢键:
C.醛基的碳氧双键有极性:
D.组成天然蛋白质的氨基酸可以表示为
3.(6分)下列实验操作、现象和结论均正确且存在因果关系的是( )
选项 操作 现象 结论
A 将SO2气体通入FeCl3溶液中 黄色褪去 SO2具有漂白性
B 将SO2气体通入H2S溶液中 出现淡黄色沉淀 SO2具有氧化性
C 将SO2气体通入溶有淀粉的碘水中 溶液变蓝 SO2还原性
D 向久置于空气中的SO2水溶液中滴加石蕊 变红 SO2酸性
A.A B.B C.C D.D
4.(6分)化学与生产、生活及环境都密切相关,下列说法错误的是( )
A.过氧化氢干雾空气消毒机在抗击新冠疫情中被广泛使用,原理是利用了过氧化氢的氧化性
B.深埋废旧电池,可防止重金属对环境造成污染
C.浙江大学研发的“碳海绵”可用于吸收海上泄露的原油,该过程发生的是物理变化
D.新版人民币票面文字等处的油墨中所含有的Fe3O4是一种磁性物质
5.(6分)下列说法正确的是( )
A.14C60和12C70互为同位素
B.乙二醇和丙二醇互为同系物
C.硫铵和硫酸氢铵是同一物质
D.TNT和间硝基甲苯互为同分异构体
6.(6分)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标准状况下,2.24L H2O中含有电子数为NA
B.12g金刚石中的共价键数目为2NA
C.0.1mol/L的NaOH水溶液中含有Na+数目为0.01NA
D.1mol CnH2n+2含有 (2n+1)NA个共价键
7.(6分)乙二胺(H2NCH2CH2NH2) 与NH3相似,水溶液呈碱性,25℃时,向10mL0.1mol·L-1乙二胺溶液中滴加0.1 mol·L-1盐酸,各组分的物质的量分数δ随溶液pH的变化曲线如图所示,下列说法错误的是( )
A.混合溶液呈中性时,滴加盐酸的体积小于10mL
B.Kb2[H2NCH2CH2NH2] 的数量级为10-8
C.a 点所处的溶液中:c(H+)+3c([H3NCH2CH2NH3]2+)=c(OH-) +(Cl-)
D.水的电离程度:a>b
二、必做题(共3题;共43分)
8.(14分)硫酸铜溶于过量的氨水中形成[Cu(NH3)4]SO4深蓝色的透明溶液。
(1)(2分)[Cu(NH3)4]SO4中的非金属元素H、N、O的电负性由大到小的顺序为 (用元素符号回答)。
(2)(6分)[Cu(NH3)4] 2+中Cu2+与NH3之间形成的化学键为 ,提供孤电子对的成键原子是 。
(3)(6分)[Cu(NH3)4]SO4中阴离子的空间构型是 ,与该阴离子互为等电子体的五原子微粒有 (填写一种即可)。
9.(14分)丙烯是重要的有机合成原料。由丙烷制备丙烯是近年来研究的热点,主要涉及如下反应。
反应i:
反应ii:
回答下列问题:
(1)(1分)反应: △H3= 。
(2)(1分)在刚性绝热容器中发生反应i,下列能说明已达到平衡状态的有____(填标号)。
A.每断裂1 mol O=O键,同时生成4 molO-H键
B.容器内温度不再变化
C.混合气体的密度不再变化
D.n(C3H8)=n(C3H6)
(3)(10分)在压强恒定为100 kPa条件下,按起始投料n(C3H8):n(O2)=2:1,匀速通入装有催化剂的反应器中发生反应i和反应ii,其中不同温度下丙烷和氧气的转化率如图。
①线 (填“L1”或“L2”)表示丙烷的转化率。
②温度高于T1K后曲线L2随温度升高而降低的原因为 。
③当温度高于 (填“T1”或“T2”)时,可判断反应ii不再发生,a点对应的温度下,丙烯的分压p(C3H6)= kPa(保留3位有效数字,下同),反应i的平衡常数 。(已知:分压p分=总压×该组分物质的量分数,对于反应,,其中、、、为反应平衡时各组分的分压)
(4)(2分)丙烷在碳纳米材料上脱氢的反应机理如图。
已知三步反应的活化能:反应I>反应III>反应II。则催化过程的决速反应为 (填“反应I”“反应II”或“反应III”)。
10.(15分)硼及其化合物在材料制造、有机合成等方面用途非常广泛。回答下列问题:
(1)(3分)氨硼烷(H3NBH3)是目前最具潜力的储氢材料之一。
①氨硼烷能溶于水,其原因是 。
②氨硼烷分子中与N相连的H呈正电性,与B原子相连的H呈负电性,它们之间存在静电相互吸引作用,称为双氢键,用“N—H…H—B”表示。以下物质之间可能形成双氢键的是 。
A.苯和三氯甲烷 B.LiH和HCN C.C2H4和C2H2 D.B2H6和NH3
③氨硼烷电池放电时的总反应为:H3NBH3+3H2O2=NH4BO2+4H2O。写出负极电极反应 。
(2)(2分)在硼酸盐中,阴离子有链状、环状、骨架状等多种结构形式,图(a)为一种无限长单链状结构的多硼酸根,其化学式为 ;图(b)为硼砂晶体中的阴离子,其中硼原子采取的杂化类型 。
(3)(10分)硼氢化钠是一种常用的还原剂。其晶胞结构如图所示:
①该晶体中Na+的配位数为 。标注为“1”的Na+分数坐标为 。
②H3BO3分子中的O—B—O的键角 (填“大于”、“等于”或“小于”)BH 中的H—B—H的键角。
③已知硼氢化钠晶体的密度为ρg·cm-3,NA代表阿伏加德罗常数的值,则a= (用含ρ、NA的代数式表示);
④若硼氢化钠晶胞上下底心处的Na+被Li+取代,得到的晶体的化学式为 。
三、任选做一题15分(共2题;各15分)
11.(15分)在制备NiOOH的某种工艺流程,所得NiOOH常会混有,其组成可表示为。现称取10.14g样品溶于稀硫酸,加入100mL 1.0000 标准溶液,搅拌至溶液清亮,定容至200mL。取出20.00mL,用0.0100 标准溶液滴定,用去标准溶液20.00mL,请通过计算确定x:y的值并写出计算过程。涉及反应如下:
12.(15分)叶绿素在光的作用下可将CO2和H2O转化为葡萄糖(C6H12O6)和O2,6CO2+6H2O C 6H12O6+6O2,葡萄糖可进一步合成淀粉[(C6H10O5)n].科学家预言,在不久的将,人类将模拟生物体内的这一变化过程,从工厂中由CO2和H2O直接生产出淀粉.这样,合成优质叶绿素将十分重要.
叶绿素有a、b两种,已知某种叶绿素中仅含有C、H、O、N、Mg五种元素,且知该叶绿素中各元素的质量分数分别是:w(C)=73.99% w(H)=8.072%
w(O)=8.969% w(N)=6.278% w(Mg)=2.691%
经测定该叶绿素的相对分子质量小于1000,试确定该叶绿素的分子式.
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A.水产生的雾气是由水蒸发产生的水蒸气遇冷液化而成的小液滴,是一种液化现象,是物理变化,故A不符合题意;
B.Fe与硫酸铜反应制Cu,又称湿法炼铜,是置换反应,故B不符合题意;
C.黑火药是由木炭粉(C)、硫磺(S)和硝石(KNO3)按一定比例配制而成的,由题意可知,题中描述的是制备黑火药的过程,故C符合题意;
D.剑刃硬度要大,所以用碳铁合金,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】解答此类题目的方法是理解诗词中的含义,与所学化学知识进行对照来分析其中所隐含的知识点即可。
2.【答案】D
【解析】【解答】A.次氯酸的结构式为:H-O-Cl,故A项不符合题意;
B.虚线表示邻烃基苯甲醛的分子内氢键,故B项不符合题意;
C.醛基的碳氧双键中,O的电负性大,共用电子对偏向O,故使O带上负电荷,C带上正电荷,故C项不符合题意;
D.组成天然蛋白质的氨基酸中一定有氨基和羧基,不同氨基酸的R基不同,故D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、Cl的共价键为1,O的共价键为2;
B、羟基和醛基同在一个分子内,为分子内的氢键;
C、氧原子的电负性大于碳原子,因此电子偏向氧原子,氧带负电,碳带正电;
D、氨基酸的碳原子上连接-R、-COOH、-NH2、-H。
3.【答案】B
【解析】【解答】A.二氧化硫与FeCl3发生氧化还原反应,体现了二氧化硫的还原性,故A不符合题意;
B.将SO2气体通入H2S溶液中,发生氧化还原反应,生成硫,二氧化硫表现氧化性,故B符合题意;
C.二氧化硫通入溶有淀粉的碘水中,溶液变蓝,是碘遇淀粉发生的显色反应,说明二氧化硫与碘不发生氧化还原反应,故C不符合题意;
D.二氧化硫与水反应生成的亚硫酸被空气中的氧气氧化生成了硫酸,向久置于空气中的SO2水溶液中滴加石蕊,溶液变红,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】二氧化硫(化学式SO2)是最常见、最简单、有刺激性的硫氧化物。二氧化硫具有氧化性、还原性和漂白性。
4.【答案】B
【解析】【解答】A.过氧化氢具有强氧化性,能消毒杀菌,所以过氧化氢干雾空气消毒机在抗击新冠疫情中被广泛使用,故A不符合题意;
B.深埋废旧电池,会造成土壤污染,故B符合题意;
C. “碳海绵”具有吸附性,可用于吸收海上泄露的原油,该过程发生的是物理变化,故C不符合题意;
D. Fe3O4具有铁磁性,又叫磁性氧化铁,故D不符合题意;
故答案为:B
【分析】注意土壤污染也是环境污染,旧电池中含有重金属可以污染土壤等。
5.【答案】B
【解析】【解答】A.同位素是质子数相同、中子数不同的原子的互称,14C60和12C70是分子,不是原子,不互为同位素,故A不符合题意;
B.同系物是含有相同数目相同官能团的同类有机物,在组成上相差若干个CH2原子团,乙二醇和丙二醇的羟基数目都为2,结构相似,在组成上相差1个CH2原子团,都是饱和二元醇,互为同系物,故B符合题意;
C.硫铵的化学式为(NH4)2SO4,硫酸氢铵的化学式为NH4HSO4,两者的化学式不同,不是同一物质,故C不符合题意;
D.TNT为2,4,6—三硝基甲苯的俗称,与间硝基甲苯的分子式不同,不互为同分异构体,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.同位素是含有相同的质子数和不同的中子数的元素
B.同分异构体是分子式相同结构不同的有机物,根据给出的名称写出分子式即可判断
C.化学式不同物质不同
D.写出结构简式即可判断
6.【答案】B
【解析】【解答】A.标准状况下H2O为液体,不能计算,A不符合题意;
B.金刚石共价晶体:以1个C为中心观察,1个C形成4个共价键,但每个C-C单键由2个C共同形成,每个C各占一半,平均1个C只能形成2个共价键,所以1mol金刚石中含2mol的共价键,12g金刚石的物质的量为1mol,故含共价键的数目为2NA,B符合题意;
C.只有浓度没有体积无法计算,C不符合题意;
D.1mol烷烃(CnH2n+2)中共价键数为(3n+1)NA,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.标准状况下H2O为液体,不能计算;
B.1mol金刚石中含2mol的共价键;
C.没有溶液体积,无法计算;
D.1mol烷烃(CnH2n+2)中有(3n+1)mol共价键。
7.【答案】A
【解析】【解答】A.根据图像可知,乙二胺(H2NCH2CH2NH2)为二元弱碱,当加入10mL盐酸时,生成的(H2NCH2CH2NH3)Cl,溶液呈碱性, A项符合题意;B.Kb2[H2NCH2CH2NH2]= . ,由图像a可知,c[(H3NCH2CH2NH3)2+]= c[(H2NCH2CH2NH3)+],c(H+)=10-6.85,c(OH-)=10-7.15,即Kb2[H2NCH2CH2NH2] 的数量级为10-8,B项不符合题意;
C.a 点所处的溶液中的电荷守恒为:c(H+)+2c([H3NCH2CH2NH3]2+)+c[(H2NCH2CH2NH3)+]=c(OH-) +(Cl-),因c[(H3NCH2CH2NH3)2+]= c[(H2NCH2CH2NH3)+],故c(H+)+3c([H3NCH2CH2NH3]2+)=c(OH-) +(Cl-),C项不符合题意;
D.a点溶质为乙(H3NCH2CH2NH3)Cl2和(H2NCH2CH2NH3)Cl混合物,两种盐将会促进水的电离,而b点为(H2NCH2CH2NH3)Cl和H2NCH2CH2NH2,(H2NCH2CH2NH3)Cl会促进水的电离,而H2NCH2CH2NH2会抑制水的电离,综上所述,水的电离程度:a>b,D项不符合题意。
故答案为:A
【分析】乙二胺显碱性是因为有两个氨基,所以其碱性相当于二元弱碱。
8.【答案】(1)O>N>H
(2)配位键;氮(或N)
(3)正四面体;PO43-或ClO4-等
【解析】【解答】解(1)元素非金属性越强,电负性越大,则H、N、O的电负性由大到小的顺序为O>N>H;(2)[Cu(NH3)4] 2+中Cu2+有空轨道,与NH3之间形成的化学键为配位键,NH3中的N核外有孤对电子,则提供孤电子对的成键原子是NH3中的N原子;(3)SO42-中S原子是sp3杂化,则SO42-的空间构型是正四面体,根据等电子体理论,与该阴离子互为等电子体的五原子微粒有PO43-或ClO4-等。
【分析】(1)同周期元素的从左到右,原子半径递减,原子核吸收电子的能力递增,所以O元素非金属性大于N的,其电负性越大,则O>N>H;
(2)Cu2+提供空轨道,NH3中的N提供孤对电子,二者以配位键结合成[Cu(NH3)4] 2+;(3)SO42-中S原子是sp3杂化,价层电子对互斥理论模型为正四面体,根据等电子体理论,所含原子个数和最外层电子数相等的为等电子体,其性质相似。PO43-或ClO4-满足条件。
9.【答案】(1)-2507 kJ/mol
(2)B
(3)L2;放热反应,温度升高平衡逆向移动;T2;28.6;0.571
(4)反应I
【解析】【解答】(1)已知:反应i:
反应ii:
根据盖斯定律,将反应ii-反应i,整理可得: △H3=-2507 kJ/mol;
(2)A.在刚性绝热容器中发生反应i,反应时每断裂1 mol O=O键,必然同时生成4 mol O—H键,表明反应正向进行,不能据此说明反应达到平衡,A不正确;
B.该反应的正反应是放热反应,当容器内温度不再发生变化时,说明反应达到平衡,B正确;
C.该反应的反应物与生成物均为气体,混合气体的质量不变,反应在恒容密闭容器中进行,气体的体积不变,在混合气体密度始终不变,因此不能据此判断反应是否达到平衡状态,C不正确;
D.n(C3H8)=n(C3H6)时反应可能处于平衡状态,也可能未处于平衡状态,因此不能据此判断反应是否达到平衡状态,D不正确;
故答案为:B。
(3)①通过两反应方程式系数可知,丙烷转化率低于氧气,所以曲线L2表示丙烷的转化率;
②由于T1 K后反应达到平衡,两个反应均为放热反应,温度升高,化学平衡逆向移动,导致丙烷转化率降低;
③当温度达到T2时,O2与丙烷的转化率相同,且起始投料比n(C3H8):n(O2)=2:1,可以判断温度达到T2后反应ii不再发生,T2 K时只发生反应i。设C3H8的起始量为2,O2的起始量为1,在T3 K下,根据图中数据可知:对于反应,
开始时n(C3H8)=2 mol,n(O2)=1 mol,由于a点时C3H8的转化率为0.5,所以根据物质反应转化关系可知平衡时n(C3H8)=1 mol,n(O2)=0.5 mol,n(C3H6)=n(H2O)=1 mol,平衡时气体总物质的量为n(总)=1 mol+0.5 mol+1 mol+1 mol+3.5 mol,此时总压强为100 kPa,故此时丙烯的分压p(C3H6)=100 kPa×=28.6 kPa;则反应i的平衡常数K=;
(4)反应的活化能越大,发生反应需消耗的能量就越高,该反应就越不容易发生,反应速率就越慢,对于多步反应,总反应速率由活化能大的慢反应决定,故催化过程的决速反应为反应I。
【分析】(1)根据盖斯定律, △H3 = △H2 - △H1 ,据此分析。
(2)达到化学平衡的主要标志是v正=v逆,各物质的含量保持不变。
(3)①通过两反应方程式系数可知,丙烷转化率低于氧气。
②T1 K后反应达到平衡,两个反应均为放热反应,结合勒夏特列原理进行分析。
③当温度达到T2时,O2与丙烷的转化率相同,且起始投料比n(C3H8):n(O2)=2:1,可以判断温度达到T2后反应ii不再发生,T2 K时只发生反应i。通过假设反应物的起始量,结合化学平衡三段式和化学平衡常数进行分析。
(4)对于多步反应,总反应速率由活化能大的慢反应决定。
10.【答案】(1)氨硼烷和水之间可以形成氢键;BD;H3NBH3+2H2O-6e-=NH +BO +6H+
(2)[BO2] 或BO ;sp2、sp3
(3)8;(1, , );大于; ×107;Na3Li(BH4)4
【解析】【解答】(1)①氨硼烷能溶于水,是由于氨硼烷分子与水分子之间可以形成氢键,增加了分子之间的相互吸引作用;
②A.在苯和三氯甲烷分子中H原子都是呈正电性,因此不存在双氢键,A不正确;
B.在LiH中H显负电性,而在HCN中H显正电性,因此二者之间存在双氢键,B正确;
C.在C2H4和C2H2中H原子都是呈正电性,因此不存在双氢键,C不正确;
D.在B2H6中H显负电性,在NH3中H原子都是呈正电性,因此二者之间存在双氢键,D正确;
故答案为:BD;
③氨硼烷电池放电时的总反应为:H3NBH3+3H2O2=NH4BO2+4H2O。该反应中H3NBH3失去电子,发生氧化反应,所以负极的电极反应式为:H3NBH3+2H2O-6e-=NH +BO +6H+;
(2)图(a)是一种链状结构的多硼酸根,从图可看出,每个 单元,都有一个B,有一个O完全属于这个单元,剩余的2个O分别为2个 单元共用,所以B:O=1:(1+2× )=1:2,所以化学式为[BO2] 或BO ;从图(b)是硼砂晶体中阴离子的环状结构可看出:[B4O5(OH)4]2-一半B原子采用sp3杂化形成两个四配位BO4四面体;另一半B原子采用的是sp2杂化形成两个三配位BO3平面三角形结构,故其中B原子杂化类型为sp2杂化、sp3杂化;
(3)①以上底面面心Na+研究,与其配位的 处于晶胞的顶点、晶胞上半部的面心,还有处于上面晶胞下半部左右侧面面心,即该晶体中Na +的配位数为8;
根据坐标原点及标注为“1”的Na+的位置,可知该Na+的分数坐标为(1, , );
②H3BO3分子为平面分子B原子采用sp2杂化,而 中B原子采用sp3杂化,sp2杂化形成的键角120°,sp3杂化形成的的键角是109°18′,所以sp2杂化形成的键角大于sp3杂化形成的的键角,与H3BO3分子中的O—B—O的键角大于BH 中的H—B—H的键角;
③在一个晶胞中含有Na+的数目为6× +4× =4,含有的 的数目为1+8× +4× =4,则根据晶胞密度公式可知ρ= ,所以该晶胞中a= ×107;
④根据Na+在晶胞位置可知:若硼氢化钠晶胞上下底心处的Na+被Li+取代,则其中含有的Na+离子数目为4× +4× =3,含有的Li+数目为2× =1;含有的 的数目为1+8× +4× =4,因此该晶体化学式为Na3Li(BH4)4。
【分析】
(1)①根据氢键分析;
②根据双氢键的两个H一个为正电性一个为负电性分析;
③根据总反应以及负极失电子分析;
(2)根据均摊法计算化学式;根据B形成的正四面体以及平面三角形分析;
(3)①Na+的配位数为距离最近的BH 的个数;
②根据杂化方式与空间构型分析;
③根据晶胞密度的公式计算;
④根据均摊法计算。
11.【答案】20.00mL溶液中n(Fe2+)=0.1000L×1.0000mol·L-1÷10=0.0100mol,
n(KMnO4)=0.010mol·L-1×0.0200L=2.0000×10-4mol,
20.00mL溶液中与KMnO4反应的n(Fe2+)=5n(KMnO4)=5×2.0000×10-4mol=1.0000×10-3mol,
n(NiOOH)=0.0100mol-1.0000×10-3mol=0.0090mol;
;
故x∶y=n(NiOOH)∶n[Ni(OH)2]=0.0090mol∶0.0020mol=9∶2。
【解析】【分析】根据题干给出的数据以及化学方程式,结合化学计量数之比等于反应的物质的量之比进行判断。
12.【答案】解:根据叶绿素中各元素的质量分数可知,叶绿素中Mg的质量分数最小,可设叶绿素分子中只有1个Mg原子,
则:M(叶绿素)×2.691%=24,解得:M(叶绿素)=891.9,
若叶绿素分子中有2个Mg原子,则叶绿素的相对分子质量为1783.6>1 000,不合题意;
可见叶绿素分子中只有1个Mg原子,该分子中其他原子个数分别为:
N(C)= =55,
N(H)= =72,
N(O)= =5,
N(N)= =4,
故该叶绿素的分子式是:C55H72O5N4Mg,
答:该叶绿素的分子式是C55H72O5N4Mg.
【解析】【分析】根据叶绿素中各元素的质量分数可知,叶绿素中Mg的质量分数最小,可设叶绿素分子中只有1个Mg原子,通过讨论计算可知该叶绿素的相对分子质量,然后根据各元素的质量分数可确定其分子式.
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